Čo je elektrina. Obr.2 Model atómu. Obr.1 Elektrizovanie vlasov pri česaní hrebeňom.

Transkript

1 Čo je elektrina Všimli ste si niekedy čo sa deje, keď si češete suché umyté vlasy plastovým hrebeňom alebo kefou? Vlasy sa priťahujú k hrebeňu a nemôžeme sa dobre učesať, pretože jednotlivé vlasy sa navzájom odpudzujú, ako je to zobrazené na obr1 Hovoríme, že hrebeň a vlasy sa pri vzájomnom dotyku, teda pri česaní, zelektrizovali Takýto jav súvisí s elektrickými vlastnosťami látok Pozrime sa ako si vysvetľujeme tieto vlastnosti Každá látka je zložená z veľmi malých častí, z atómov Na obr2 je znázornený model atómu a môžeme vidieť, že atóm je zložený z ešte menších častí, atómového jadra Obr1 Elektrizovanie vlasov pri česaní hrebeňom a čističiek, nazývaných elektróny Obe tieto časti atómu sú zelektrizované Namiesto slov sú zelektrizované sa častejšie hovorí majú elektrický náboj Ale elektrický náboj môže byť dvojaký kladný alebo záporný a elektrické náboje sa môžu vzájomne odpudzovať alebo priťahovať, podľa toho aké tie elektrické náboje sú Elektróny majú záporný elektrický náboj a jadrá atómov kladný náboj Tá časť atómu, kde sa nachádzajú elektróny, nazývame obal atómu Za normálneho stavu je veľkosť kladného náboja jadra rovnaká ako veľkosť jeho elektrónového obalu Obr2 Model atómu

2 A ako to je so silami medzi elektrickými nábojmi? Keď sa stretnú elektróny, tak sa navzájom odpudzujú Keby sa stretli atómy ktorým chýbajú elektróny, tak by prevládal kladný nábij jadra a takéto atómy by sa správali ako kladné elektrické náboje navzájom by sa odpudzovali Platí to pre všetky elektrické náboje - rovnaké náboje sa navzájom odpudzujú Avšak elektróny a atómové jadrá sa pri svojom stretnutí navzájom priťahujú Platí to obecne: vždy, keď sa stretne kladný náboj so záporným, navzájom sa priťahujú Vy ale viete, že zelektrizovaný hrebeň priťahuje drobné papieriky i keď tie papieriky neboli zelektrizované, takže obsahujú rovnaké množstvo kladného i záporného elektrického náboja, čo je tak ako keby neobsahovali žiadny elektrický náboj Tak prečo ten hrebeň papieriky priťahuje? Keď sa stretne atóm s nejakým kladným elektrickým nábojom, ten kladný náboj bude elektróny patriace atómu priťahovať a jeho jadro odpudzovať Ak budú elektróny i jadrá atómu od toho náboja rovnako ďaleko, nič sa nestane Nič sa nestane preto, lebo za normálneho stavu v atómoch je rovnako veľký záporný i elektrický náboj, takže priťahovanie a odpudzovanie sa vyrovnajú Keby však ten náboj elektróny v atóme trochu k sebe pritiahol, bude elektróny priťahovať silnejšie, lebo sú bližšie a jadro bude odtláčané slabšie, lebo je ďalej Takže sa už priťahovanie a odpudzovanie nevyrovnajú Vďaka tomu ten zelektrizovaný hrebeň môže papieriky pritiahnuť Vzájomné pôsobenie elektrických nábojov (všetkých častíc s elektrickým nábojom) vzniká pôsobením elektrických síl, ktoré sú na obr3 označené písmenom Obr3 Vzájomné silové pôsobenie kladných a záporných nábojov

3 Vráťme sa teraz opäť k česaniu Vlasy a hrebeň z plastu nie sú pred česaním zelektrizované, teda nepozorujeme, že by sa nám vlasy navzájom odpudzovali a priťahovali sa k hrebeňu Je to preto, že ani hrebeň a ani vlasy nemajú elektrický náboj Pri česaní vlasov však prechádzajú niektoré elektróny z hrebeňa na vlasy, čím sa ich počet na hrebeni zmenší oproti pôvodnému počtu a bude prevládať kladný elektrický náboj Hovoríme, že hrebeň sa pri dotyku s vlasmi zelektrizoval kladne Obr4 Zelektrizovanie pásika Vo vlasoch však potom prevládajú záporné elektrické náboje elektrónov Vlasy majú záporný elektrický náboj, pri česaní sa zelektrizovali záporne Kladne zelektrizovaný hrebeň a záporne zelektrizované vlasy sa navzájom priťahujú elektrickou silou sú kamaráti Záporne zelektrizované vlasy sa však elektrickou silou navzájom odpudzujú,, ako keby sa na seba hnevali Pozrime sa na iný podobný jav Vystrihneme si pásik z mikroténového vrecka, prehneme ho uprostred a pošúchame ho medzi prstami ako to vidíme na obr 4 Pásik sa pri styku s prstami zelektrizuje Pri trení pásika medzi prstami prechádzajú niektoré elektróny z prstov na mikroténový pásik Preto na pásiku prevládajú elektróny Obidve polovice pásika sa zelektrizovali záporne, majú záporný elektrický náboj, preto sa navzájom odpudzujú, rovnako ako vlasy Z pokusov, ktoré sme si popísali je vidieť, že je to tak ako sme v predchádzajúcich odstavcoch popísali - elektrina sa môže prejavovať priťahovaním alebo odpudzovaním Pozrime sa ešte na iný pokus, zobrazený na obr5 Balóny silno pošúchame na vlasoch, na svojom oblečení alebo hodvábnou šatkou Šúchaním sa prenesie určitá časť elektrónov na balóny Chytíme povraz, na ktorom sú pripevnené balóny v jeho strede Balóny sa navzájom odpudzujú! Keď vložíme svoju voľnú ruku medzi tieto dva balóny, budú sa balóny približovať k ruke Ak ruku odtiahneme, balóny sa budú navzájom odpudzovať Ak budeme ruku približovať k jednému balónu, balón a ruka sa budú priťahovať

4 Obr5 Zelektrizovanie balónov a vzájomné pôsobenie ruky človeka a zelektrizovaného balóna Táto záhadná sila, ktorú sme nazvali elektrická, pôsobí aj na diaľku Okolo zelektrizovaných telies totiž existuje elektrické pole, ktoré pôsobí elektrickou silou len na zelektrizované telesá Elektrická sila môže byť príťažlivá alebo odpudivá Napríklad sa prejavuje pri pásikoch z mikroténového vrecka (obr4) Keď pustíme z vodovodu tenký pramienok vody, potom si hrebeňom niekoľkokrát prečešeme vlasy a priložíme tento hrebeň k pramienku vidíme, že pramienok vody sa odklonil smerom ku hrebeňu (obr 6) Hrebeň priťahuje nezelektrizovanú vodu tak ako keď priťahuje nezelektrizované papieriky Obr7 Meranie elektrického náboja elektromerom Obr6 Odklon pramienka vody pôsobením elektrickej sily

5 Ukázali sme si, ako môžeme elektrický náboj preniesť z jedného telesa na druhé Okrem toho vieme veľkosť elektrického náboja aj merať Používame na to prístroj, ktorý voláme elektromer Ručička na elektromeri sa vychýli podľa toho, koľko náboja sme tam premiestnili (obr7) Tiež sme sa dozvedeli, že po vzájomnom trení telies môžu tieto telesá potom elektrickou silou priťahovať iné telesá Niekedy medzi nimi môžu dokonca preskakovať iskry Elektrické iskry ste už určite videli Možno máte doma elektrický zapaľovač plynu Keď ho stlačíte, preskočí v ňom iskra a zapáli plyn Najväčšou elektrickou iskrou je blesk Iskry pri česaní vlasov a blesk majú tú istú podstatu Je to výboj elektrických nábojov Preskočí medzi nimi iskra a počujeme krátky praskot Elektrická sila je pre náš život veľmi užitočná Vďaka nej totiž vzniká elektrický prúd, a ten využívame od okamihu keď sa ráno zobudíme až do okamihu keď večer zhasíname nočnú lampu a ideme spať